Nông nghiệp thông minh: Lời giải cho bài toán năng suất - chất lượng - hiệu quả của sản xuất nông nghiệp Việt Nam

Hơn bao giờ hết, ngành nông nghiệp đang thấy được những khó khăn chực chờ trước mắt, rất cần đến sựtham gia "giải cứu" của yếu tố khoa học vàcông nghệ (KH&CN). Thứtrưởng Bộ NN&PTNT Lê Quốc Doanh đề cập đến nhiều lần trong những cuộc họp cả ở cấp trung ương và cấp vùng: "Hai giải pháp căn bản của ngành nông nghiệp chính là tái cơ cấu nông nghiệp và khoa học và công nghệ".

Trước bối cảnh nông nghiệp Việt Nam đang chịu những thách thức lớn của biến đổi khí hậu, nước biển dâng và thời tiết cực đoan, việc rà soát các bài toán tổng thể của ngành nông nghiệp và đầu tư vào KH&CN một cách bài bản là yếu tố quan trọng để thúc đẩy phát triển nông nghiệp trong giai đoạn mới.

Theo số liệu do BộNN&PTNT tổng hợp cho thấy, từ năm 2012 đến nay đã có 46 doanh nghiệp (DN) được công nhận là DN nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao (CNC) trong 3 lĩnh vực bao gồm: trồng trọt, thủy sản, chăn nuôi. Hiện tại, Thủ tướng Chính phủ đã giao quyền cho UBND cấp tỉnh cấp giấy chứng nhận DN nông nghiệp ứng dụng CNC cho DN.

Căn cứ các tiêu chí quy định, đến nay trên phạm vị toàn quốc đã có 9 vùng nông nghiệp ứng dụng CNC thâm canh tôm, hoa lúa, chuối, tôm... được địa phương công nhận.

Về khu nông nghiệp ứng dụng CNC, Thủ tướng Chính phủ đã quy hoạch 11 khu nông nghiệp ứng dụng CNC đến năm 2020. Ngoài 3 khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao là Phú Yên, Bạc Liêu và Hậu Giang đã được thành lập, hiện đã trình Thủ tướng Chính phủ xem xét thành lập 3 khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao tại Thái Nguyên, Quảng Ninh và Lâm Đồng.

Sản xuất nông nghiệp ứng dụng CNC đang ngày càng phát triển lan rộng và thường được nhắc đến với cụm từ "Nông nghiệp thông minh". Cụm từ này đang được người nông dân, các nhà vườn hiện nay quan tâm. Biến đổi khí hậu đang ngày càng diễn biến phức tạp và khó lường, cây trồng ngày càng bất ổn và môi trường đang diễn biến xấu đi. Cùng với đó nhân công ngày càng thiếu hụt thì công nghệ thông minh vào sản xuất chính là một trong những giải pháp cấp bách hiện nay.

Giải pháp Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) trong nông nghiệp, giúp nông dân kiểm soát tốt hơn quá trình chăn nuôi, trồng trọt. Với việc áp dụng IoT ngày càng tăng, các thiết bị được kết nối thâm nhập vào mọi khía cạnh đời sống, từ sức khỏe, giao thông đến các giải pháp tự động hóa cho nhà, ô tô và nông nghiệp.

IoT trong nông nghiệp giúp nông dân kiểm soát tốt hơn, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào những yếu tố khó đoán định như thời tiết và tối ưu hóa từng quá trình trong chuỗi sản xuất. Trên thế giới, những nông trại rộng hàng chục, hàng trăm hecta đã sử dụng IoT từ nhiều năm nay, bên cạnh các tiến bộ khoa học khác như AI (trí tuệ nhân tạo) và Blockchain (chuỗi khối).

Những lợi ích về kinh tế, thời gian, nhân lực cả về năng suất và chất lượng đầu ra của sản phẩm đã khiến cho mô hình nông nghiệp công nghệ cao trở thành một điểm sáng trong ngành nông nghiệp. Số liệu từ Viện Khoa học Sinh học, Môi trường & Nông thôn Mỹ dự báo, quy mô thị trường nông nghiệp thông minh có thể tăng lên 6,2 tỷ USD vào năm 2021, trước khi tăng trưởng gấp ba vào năm 2025, đạt 15,3 tỷ USD.

VNPT Technology là công ty từ nhiều năm nay đã tự phát triển giải pháp hoàn chỉnh từ nền tảng phần mềm đến các thiết bị phần cứng (IoT) cho nông nghiệp thông minh. Giải pháp này đã được triển khai trên nhiều vùng canh tác của Việt Nam với kết quả bước đầu khá khả quan.

Để hiểu rõ hơn về lĩnh vực nông nghiệp thông minh, phóng viên của Tạp chí Thông tin và Truyền thông đã có buổi trao đổi với ông Trần Hữu Quyền - Quyền Chủ tịch, Tổng Giám đốc Công ty VNPT Technology về vấn đề này.

Phóng viên (PV): Ông chia sẻ một số thông tin về xu hướng ứng dụng nông nghiệp thông minh trên thế giới và tại Việt Nam?

Ông Trần Hữu Quyền: Ngành nông nghiệp hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang trên đà phát triển thành một ngành công nghệ cao, điển hình là việc xuất hiện ngày càng nhiều những nhà khởi nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực này. Trong những năm gần đây đã xuất hiện những yếu tố tác động làm tăng cường hơn nữa sự chuyển đổi của ngành nông nghiệp, cụ thể là đẩy mạnh chuyển đổi số trong nông nghiệp, có thể kể đến như dịch bệnh COVID-19. Tại nhiều khu vực trên thế giới, COVID-19 chưa được kiểm soát hoàn toàn, dẫn tới sự đứt gãy trong chuỗi cung ứng toàn cầu và thiếu hụt lao động có trình độ.

Tại Việt Nam, xu hướng ứng dụng công nghệ vào nông nghiệp đã xuất hiện và thay đổi dần trong nhiều năm qua. Khởi đầu của khái niệm này ở Việt Nam xuất phát từ những nhà kính, nhà lưới trồng cây khép kín. Nguồn gốc của mô hình này xuất phát từ nhu cầu giải quyết vấn đề về biến đổi khí hậu. Cho đến ngày nay, sau những tác động của các loại dịch bệnh như tả lợn châu phi, cúm A H5N1, đặc biệt là tác động của đại dịch COVID-19… khiến cho nền kinh tế và nông nghiệp của nước ta bị ảnh hưởng nghiêm trọng, chuỗi cung ứng bị gián đoạn, lạm phát gia tăng thì đây cũng là cơ hội để doanh nghiệp có thể triển khai nhanh chóng công nghệ số tái cấu trúc sản xuất.

Khái niệm nông nghiệp thông minh không còn giới hạn ở một mô hình cụ thể, mà đã mở rộng ra tới tất cả những trang trại nuôi trồng, hướng tới việc xây dựng nên một hệ sinh thái số hóa nông nghiệp, lấy dữ liệu làm cốt lõi, từ đó tạo ra những giá trị mới, tăng năng xuất chất lượng cây trồng vật nuôi.

Cụ thể, các công ty công nghệ nông nghiệp ở Việt Nam đang chạy đua để thu thập dữ liệu thời tiết, chất đất, tốc độ tăng trưởng từng vùng theo mùa vụ, hoặc sức khỏe của đàn gia súc theo thời gian thực. Bài học từ dịch tả lợn châu Phi là ví dụ, do không thể kiểm soát từng cá thể lợn nhà trong đàn lợn nuôi, một hoặc vài con tiếp xúc với lợn hoang và truyền virus gây bệnh. Chuyển đổi số sẽ giúp chủ trang trại nắm được chính xác cá thể nào có nguy cơ hoặc đang có mang mầm bệnh và có biện pháp chữa trị và cách ly hiệu quả. Số hóa nông nghiệp cũng giúp cơ quan nhà nước kiểm soát sản xuất, xuất khẩu, cân đối cung cầu, truy xuất nguồn gốc minh bạch, hỗ trợ tốt hơn cho quản lý vĩ mô.

PV: Theo ông, những công nghệ chủ chốt nào được sử dụng trong ứng dụng nông nghiệp thông minh?

Ông Trần Hữu Quyền: Để nâng cao hiệu quả vàminh bạch sản xuất, cho ra những sản phẩm chất lượng tốt, nhiều công nghệ đã được ứng dụng trong nông nghiệp như công nghệ IoT với các cảm biến thu thập dữ liệu chính xác về khí hậu, điều kiện sinh trưởng, sức khỏe của cây trồng/vật nuôi; công nghệ tựđộng hóa thông minh với các loại robot, máy bay không người lái dần thay thế con người trong các hoạt động canh tác; các công nghệ mới trong thời gian gần đây như trí tuệ nhân tạo (AI), Blockchain bước đầu được ứng dụng giúp nâng cao năng suất và kiểm soát chất lượng sản phẩm trên toàn chuỗi cung ứng. Những công nghệ này không chỉ hướng tới tăng sản lượng và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mà còn giảm lãng phí và đảm bảo truy xuất nguồn gốc và chất lượng thực phẩm.

PV: Ông đánh giá thế nào về chi phí đầu tư và hiệu quả mang lại từ ứng dụng nông nghiệp thông minh?

Ông Trần Hữu Quyền: Hiệu quả mang lại từ ứng dụng công nghệ vào nông nghiệp đã có nhiều minh chứng điển hình trên cả thế giới nói chung và nước ta nói riêng.

Israel

Bất chấp điều kiện địa lý không thích hợp cho nông nghiệp, Israel là một nhà xuất khẩu lớn của thế giới về nông sản và đứng hàng đầu về công nghệ trong nông nghiệp. Hơn một nửa diện tích đất là sa mạc, điều kiện khí hậu khắc nghiệt và thiếu nước hoàn toàn không thích hợp cho nông nghiệp. Tuy nhiên, Israel đã tập trung vào các công nghệ xử lý nước và hoàn toàn khắc phục được những nhược điểm của quốc gia với: công nghệ tái chế nước thải thành nước phục vụ sản xuất nông nghiệp số 1 thế giới với 75% lượng nước thải được sử dụng lại; công nghệ khử mặn nước biển hiện đại bậc nhất thế giới: giúp khử mặn nước biển cung cấp nước ngọt cho những vùng bị xâm nhập mặn, công nghệ tưới nhỏ giọt và phun sương: giúp tiết kiệm 60% lượng nước tưới. Tất cả các loại máy móc và công nghệ trên giúp cho một nông dân ởIsrael tự làm các khâu trên diện tích 5 - 6 ha mà không tốn quá nhiều công sức.

Nhật Bản

Với những công nghệ hiện đại ứng dụng công nghệ thông tin tiên tiến, Nhật Bản đã đạt được những kết quả đáng mơ ước như tổng GDP của riêng tỉnh Ibaraki trong nông nghiệp đã đạt 110 tỷ USD, với dân số tỉnh này chỉ 3 triệu người.

Việt Nam

Chúng tôi được biết có một tập đoàn nông nghiệp trong nước được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chứng nhận doanh nghiệp nông nghiệp ứng dựng CNC trong lĩnh vực chăn nuôi. Tập đoàn này đã nhanh chóng khắc phục tác hại của dịch bệnh của năm 2019. Trong năm 2020, lũy kế nửa đầu năm, doanh nghiệp ghi nhận doanh thu 4.758 tỷ, tăng hơn 38% và lợi nhuận sau thuế hơn 750 tỷ đồng, tăng gấp 28 lần con số so với nửa đầu năm 2019.

PV: Xin ông cho biết quá trình VNPT Technology đã phát triển ứng dụng và sản xuất thiết bị cho nông nghiệp thông minh như thế nào?

Ông Trần Hữu Quyền: Nhận thức rõ tầm quan trọng của công nghệ trong quá trình số hóa nông nghiệp, đón đầu làn sóng IoT và Cách mạng công nghiệp 4.0 tại Việt Nam, VNPT Technology đã tập trung nghiên cứu và ứng dụng công nghệ IoT trong nông nghiệp từ năm 2016.

Với mục tiêu đưa ra mô hình nông nghiệp hướng đến toàn dân, VNPT Technology đã xây dựng một giải pháp hoàn chỉnh, với đầy đủ các tính năng phục vụ được cho cả lĩnh vực trồng trọt lẫn chăn nuôi. Không chỉ giúp đo đạc tất cả các thông số của đất, môi trường, đề xuất thời gian tưới, thời gian chiếu sáng phù hợp theo từng giai đoạn cho các trang trại trồng trọt, giải pháp còn giúp các trang trại chăn nuôi quản lý tất cả các khâu như hệ thống cho ăn, hệ thống chiếu sáng, hệ thống thu hoạch trứng, hệ thống thu gom phân, hệ thống sưởi ấm... Nhờ được tích hợp công nghệ phân tích dữ liệu lớn, giải pháp nông nghiệp thông minh của VNPT Technology còn cho phép các chủ trang trại thực hiện phân tích, dự báo, chủ động trong việc hoạch định, sản xuất, vận chuyển, lưu kho…, đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất có thể. Người sử dụng có thể điều khiển hệ thống dễ dàng thông qua ứng dụng thông minh cũng do VNPT Technology phát triển.

Để tạo ra được một sản phẩm hoàn thiện như vậy, VNPT Technology đã khởi động đồng thời các dự án nghiên cứu phát triển bao gồm: nền tảng ONE IoT Platform, ứng dụng ONE Farm – Công cụ kiểm soát toàn bộ quá trình từ sản xuất đến thu hoạch, chế biến và vận chuyển theo chuẩn thiết kế đáp ứng các mô hình trang trại ứng dụng công nghệ cao và nghiên cứu thiết kế, sản xuất các thiết bị IoT cho nông nghiệp.

Bên cạnh đó, Công ty đã đầu tư xây dựng một khu phòng thí nghiệm nông nghiệp tại tổ hợp Công nghệ cao của công ty, Khu công nghệ cao Hòa Lạc phục vụ công tác nghiên cứu phát triển và cải tiến các công nghệ vào nuôi trồng thực tế trên nhiều loại cây trồng và phương thức canh tác khác nhau, như thế giải pháp liên tục được cải tiến và cập nhật phù hợp hơn với thực tiễn.

PV: VNPT Technology đã chuẩn bị như thế nào để đáp ứng các điều kiện an toàn, bảo mật, tránh gây lộ, lọt thông tin của khách hàng khi triển khai giải pháp nông nghiệp thông minh?

Ông Trần Hữu Quyền: An toàn thông tin luôn là vấn đề được quan tâm hàng đầu đối với các hệ thống ứng dụng công nghệ cao, đặc biệt là đối với ngành nông nghiệp đòi hỏi thông tin chính xác vàminh bạch. Nhận thức rõ vấn đề này, VNPT Technology đã chủ động nghiên cứu và làm chủ toàn bộ giải pháp nông nghiệp thông minh từ thiết kế, phát triển tới sản xuất. Do đó, chúng tôi luôn đảm bảo đáp ứng các điều kiện an toàn, bảo mật, tránh gây lộ, lọt thông tin của khách hàng khi triển khai giải pháp nông nghiệp thông minh. Đối với nền tảng ONE IoT, chúng tôi có sự kiểm định của các tổ chức quốc tế như TTA đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn của một nền tảng IoT. Đối với ứng dụng ONE Farm, chúng tôi đã triển khai các lớp bảo mật người dùng và bảo mật dữ liệu theo các công nghệ phát triển mới nhất.

Đối với thiết bị do VNPT Technology sản xuất, chúng tôi làm chủ từ những thiết kế gốc vì thế không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật theo quy định của Bộ Thông tin và Truyền thông, các thiết bị cũng được ứng dụng các công nghệ tiên tiến để phát hiện và ngăn chặn các hành vi không mong muốn.

PV: Việc tích hợp giữa phần cứng và nền tảng ứng dụng của Công ty mang lại kết quả như thế nào trên thực tế?

Ông Trần Hữu Quyền: Trong thời gian qua, giải pháp nông nghiệp thông minh của VNPT Technology đã được triển khai cho các khách hàng tại nhiều tỉnh thành trên cả nước như Bắc Ninh, Ninh Bình, Phú Yên, Bình Dương,… mang lại nhiều kết quả khả quan.

Dữ liệu do các cảm biến thu thập được đưa về bộ xử lý tập trung gọi là IoT Gateway. Với công nghệ xử lý tại biên (Edge Computing), IoT Gateway có thể phân tích và đưa ra các lệnh điều khiển tại chỗ mà không cần chờ hệ thống máy chủ phân tích, từ đó giảm đáng kể thời gian trễ khi điều khiển các hệ thống tưới, hệ thống điều hòa không khí, đóng - mở và điều khiển các cơ cấu chấp hành... Hơn nữa, cơ chế này cho phép hệ thống vẫn hoạt động bình thường ngay cả khi không có kết nối Internet đến hệ thống máy chủ.

Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý, giải pháp cung cấp các giao diện thông tin trực quan, thao tác sử dụng đơn giản ngay tại các tủ điều khiển cũng như trên ứng dụng trên điện thoại di động, do đó, người nông dân có thể giám sát mọi hoạt động sản xuất và đưa ra các quyết định cần thiết mọi lúc, mọi nơi.

PV: Qua thực tế triển khai thì những gì là trở ngại lớn nhất trong ứng dụng nông nghiệp thông minh tại Việt Nam?

Ông Trần Hữu Quyền: Thực tế triển khai tại Việt Nam, chúng tôi nhận thấy còn nhiều trở ngại để ứng dụng nông nghiệp thông minh trên phạm vi rộng. Đó là nhận thức của người dân, sự trợ giúp của chính quyền cũng như phối hợp đồng bộ giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và người dân.

Như chúng ta đã biết, nền nông nghiệp nước ta xuất phát từ nền sản xuất nhỏ, canh tác thủ công mang tính chất tự cung tự cấp nên người dân chưa có nhận thức đầy đủ về tầm quan trọng của sản xuất nông nghiệp an toàn cũng như việc ứng dụng công nghệ trong đảm bảo chất lượng sản phẩm, nên đa số người nông dân chưa sẵn sàng với nông nghiệp thông minh. Để chuyển sang hình thức canh tác mới với quy trình chặt chẽ và được kiểm soát bởi hệ thống công nghệ thông tin, cần có sự hỗ trợ tích cực từ các cấp chính quyền như cơ chế hỗ trợ đầu tư, hỗ trợ định hướng và tìm đầu ra cho sản phẩm, hỗ trợ về cung cấp thông tin, kỹ thuật để người nông dân thay đổi thói quen canh tác.

Bên cạnh đó, để triển khai nông nghiệp thông minh hiệu quả chúng ta cần có mô hình phù hợp với đặc thù của từng địa phương, trong đó, lựa chọn giống, quy trình sản xuất, kỹ thuật chăm sóc vẫn có vai trò rất quan trọng. Vì vậy, cần có sự hợp tác 3 bên giữa nhà khoa học, doanh nghiệp công nghệ và người nông dân để xây dựng mô hình sản xuất phù hợp, giúp phát huy tối đa hiệu quả của công nghệ để hỗ trợ sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế cao.

PV: Nên có mối liên kết nào giữa các doanh nghiệp ICT với nhau và giữa doanh nghiệp ICT với các tổ chức hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp để có thể hỗ trợ lẫn nhau nghiên cứu, triển khai có hiệu quả hơn nông nghiệp thông minh trong nước?

Ông Trần Hữu Quyền: Như tôi đã nói, Việt Nam nhất thiết phải xây dựng một mạng lưới hợp tác 3 bên gồm nhà khoa học, doanh nghiệp công nghệ và người nông dân để xây dựng mô hình sản xuất với một hệ tri thức nông nghiệp phùhợp với điều kiện đặc thù của nước ta. Hiện tại khoảng trống giữa nông nghiệp thực tế với doanh nghiệp ICT còn khá lớn. Nếu chính phủ Việt Nam có những chính sách hỗ trợ các loại hình tổ chức 3 bên như vậy thì tôi tin việc triển khai nông nghiệp thông minh trong nước sẽ mang lại hiệu quả hơn rất nhiều và hướng tới mục tiêu phổ cập nông nghiệp thông minh tới bà con nông dân.

PV: Doanh nghiệp đề xuất gì về chính sách của Nhà nước để hỗ trợ đẩy nhanh quá trình ứng dụng nông nghiệp thông minh vào thực tế sản xuất nông nghiệp của Việt Nam?

Ông Trần Hữu Quyền: Hiện nay, nhà nước đã có các chính sách thúc đẩy sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất nông nghiệp công nghệ cao nhưng quá trình triển khai thực hiện chưa thực sựhiệu quả.

Theo tôi, Nhà nước cần có các chương trình hành động cụ thể, trước hết là giải quyết một số vấn đề cơ hữu như việc phân mảnh tài nguyên đất nông nghiệp, giúp cơ cấu lại quỹ đất sao cho phù hợp với qui mô các dự án nông nghiệp. Bên cạnh đó, việc xây dựng bản đồ về nông nghiệp, tạo cơ sở dữ liệu nông nghiệp là hết sức cần thiết để giúp cập nhật các thông tin về sản xuất, nuôi trồng, nông sản… để cung cấp cho người nông dân, chủ trang trại, nhà đầu tư, đối tác xuất khẩu… Đây có thể được hiểu như xây dựng bản đồ số quốc gia về nông nghiệp.

Song song với đó cần có các hình thức tuyên truyền giúp người nông dân nhận thức rõ vai trò của sản xuất an toàn, đồng thời, quy hoạch các vùng chuyên canh, có cơ chế hỗ trợ về kỹ thuật, giống và đầu ra để hướng tới nền sản xuất nông nghiệp quy mô lớn. Đối với doanh nghiệp ICT (tương tự VNPT Technology), Nhà nước cần có các chính sách khuyến khích đầu tư, cơ chế đặc thù cho doanh nghiệp công nghệ vì doanh nghiệp khi xác định tham gia vào lĩnh vực này là một quá trình đầu tư tương đối lâu dài và tốn kém.

Xin trân trọng cảm ơn ông!

(Bài đăng ấn phẩm in Tạp chí TT&TT Số 9+10 tháng 8/2020)